专利名称：一种钢结构防火粉末涂料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种钢结构防火粉末涂料及该涂料的制备方法，属于防火涂料技术领域背景技术现在的钢结构防火涂料种类较多，按材料状态可分为溶剂型、水溶型和粉末型，按防火机理可分为膨胀型和非膨胀型两大类，按涂层厚度可分为厚型、薄型和超薄型。
钢结构防火涂料是施涂于建筑物及构筑物钢结构表面，能形成耐火隔热保护层，以提高钢结构耐火极限的防火涂料，是防火涂料的主要品种。近年来，随着经济的发展和涂料技术的不断提高，钢结构防火涂料产品正朝着超薄型、装饰性、耐候性的方向发展。
目前研究的技术和应用的产品大多是溶剂型和水溶型防火涂料。随着人们环保意识的逐渐提高，环保法规的逐渐健全，溶剂型涂料越来越不能适应社会的发展，最终将被淘汰；水溶型防火涂料在防火性能、理化性能、耐候性等方面不如溶剂型。目前钢结构防火涂料随着整个涂料工业正在向“五E”方向迈进，即提高涂膜质量(Excellence of finish)、方便施工(Easy of application)、节省资源(Economics)、节省能源(Energy saving)和适应环境(Ecology)。
粉末涂料不含溶剂，具有近100％的利用率，高效、环保、节能、经济，是未来涂料发展的主要方向之一，目前粉末涂料的研究技术和应用产品大多集中于装饰性、防腐性等方面，很少有钢结构防火涂料方面的文献报道和相关的申请专利。CN1380370A公开了一种防火粉末涂料及其生产工艺，对防火粉末涂料及其制备方法进行了一定的探讨，先将各种防火助剂预分散到树脂中然后再混合其他材料采用粉末涂料的加工方法制备出防火涂料产品，由于许多防火助剂不仅熔点低，而且活性高，这些都影响了他们在防火粉末涂料中的使用，也增加了防火粉末涂料的研发难度。所以至今我们也没有见到这方面成功的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有涂层超薄、耐火性能优异、膨胀发泡层均匀致密的钢结构防火粉末涂料及其制备方法。
本发明是以如下技术方案实现一种钢结构防火粉末涂料，其特征是，它是由聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、催化剂、成碳剂、发泡剂、膨胀助剂、补强剂、抑烟剂、增韧剂、流平剂、脱气剂、流动剂、颜填料经多次熔融挤出混合、压片、磨粉等工艺制成，各原料具体配方如下(重量份)环氧树脂30～47.5聚酯树脂13.5～30固化剂 0～5流平剂 0.84脱气剂 0.1～1聚磷酸铵15～20三聚氰胺5～12季戊四醇7～15三聚氰胺焦磷酸盐4～9抑烟剂 0～5补强剂 5～10增韧剂 0～5颜填料 0～10流动剂 0.1～0.5。
所述的环氧树脂为环氧值0.01～0.12的双酚A型环氧树脂，聚酯树脂为酸值68～82mgKOH/g的粉末涂料专用聚酯树脂；固化剂为环氧类低温固化剂；所述的流平剂为环氧-聚酯型粉末涂料用流平剂PV88、GLP588、GLP504；所述的脱气剂为安息香或粉末涂料用脱气蜡；所述的聚磷酸铵为高分子量多聚磷酸铵(n＞1000，II型)；所述的抑烟剂为氧化锌、氧化钼等；所述的补强剂为高嶺土、凹凸棒土、金红石型钛白粉等；所述的增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛、二辛酯等；所述的流动剂为Al2O3-C、气相SiO2。
所述的该防火涂料的制备方法是，首先按配方量将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、三聚氰胺焦磷酸盐过200目筛后和配方量的聚酯树脂、环氧树脂、流平剂混合分散，加到螺杆挤出机中挤出、压片、破碎后，将破碎物再次熔融挤出、压片、破碎，如此重复熔融挤出、压片、破碎的操作多次而制成预分散混合物，挤出机前温85-95℃，后温110-120℃，物料熔融挤出、压片、破碎的重复操作累计2-3次，物料混合时间累积60-200s。然后与其它各组分混合均匀，再送至挤出机挤出、压片、破碎；最后，用ACM磨机磨粉，再过筛、包装即可得到该超薄膨胀型钢结构防火粉末涂料。
所述配方中环氧树脂和聚酯树脂是成膜物质，它能使涂层具有良好的装饰性、粘接强度、机械性能。固化剂为环氧类低温固化剂，如AB68、M68、二甲基咪唑等，其用量根据环氧树脂和聚酯树脂的用量而定。流平剂和脱气剂是改善粉末涂料表面装饰性能的助剂，季戊四醇为成炭剂，三聚氰胺为发泡剂，聚磷酸铵为催化剂，选用热稳定性大于270℃的高分子量多聚磷酸铵(n＞1000，II型)。三聚氰胺焦磷酸盐为一种膨胀剂，用以加强涂层的膨胀效果。当涂层受热软化后，聚磷酸铵受热分解生成磷酸，然后，进一步脱水生成聚磷酸或聚偏磷酸；聚磷酸或聚偏酸与多羟基化合物季戊四醇反应形成炭化层；同时，发泡剂三聚氰铵热分解放出不燃性气体，使炭化层鼓泡膨胀，形成多孔致密均匀的蜂窝状隔热层。三聚氰胺焦磷酸盐在涂层软化后分解成磷酸并放出不燃性气体，加强涂层发泡膨胀。抑烟剂是氧化锌或氧化钼，用于降低涂层燃烧时的烟雾量。补强剂高嶺土、金红石型钛白粉是提高炭化层膨胀后的机械强度。增韧剂聚乙烯醇缩丁醛或二辛酯为了提高涂层的柔韧性。颜填料用于涂层的装饰性和改善涂层的物理机械性能。流动助剂Al2O3-C或气相SiO2用于改善粉末涂料的流动性、上粉率。
本发明与现有技术相比较，具有如下优点和效果该涂料不含溶剂，可避免有机溶剂带来的环境污染、火灾危险、浪费有机溶剂和危害人体健康等问题；该涂料亦不含水，也可避免像水基涂料那样，对水质造成污染。该涂料有近100％的利用率且涂装效率高，一次涂装即可达到溶剂型或水性涂料几道甚至几十道涂装的厚度。该涂料的涂装不受气温和季节的影响，施工简便。该涂料的防火涂层物理力学性能和耐化学介质等性能比溶剂型和水基型涂料好。
具体实施例方式
下面结合实施例进一步阐明本发明的方案及效果。一种钢结构防火粉末涂料及该涂料的制备方法本发明的超薄膨胀型钢结构防火粉末涂料共列举五个实施例，各实施例的原料用量按重量份如表1。
实施例中使用的原料名称和生产厂家如下环氧树脂E-12，浙江省南海药化集团；聚酯树脂P5127，DSM涂料树脂公司三聚氰胺焦磷酸盐MPP山东世安化工有限公司；聚磷酸铵APP(II)，n＞1000山东世安化工有限公司；其它均为市售商品。
表1本发明的超薄膨胀型防火涂料实施例配方
各实施例的制造方法相同，其方法如下首先按配方量将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、三聚氰胺焦磷酸盐过200目筛后和配方量的聚酯树脂、环氧树脂、流平剂混合分散，加到螺杆挤出机中挤出、压片、破碎后，将破碎物再次熔融挤出、压片、破碎，如此重复熔融挤出、压片、破碎的操作3次而制成预分散混合物，挤出机前温85-95℃，后温110-120℃，物料混合时间累积60-200s。然后与其它各组分混合均匀，再送至挤出机挤出、压片、破碎；最后，用A C M磨机磨粉，再过筛、包装即可得到该超薄膨胀型钢结构防火粉末涂料。
将该防火涂料用于钢结构底材，按照GB14907-2002进行性能测试，其物理机械性能和耐火性能均大大超过国标中要求的指标。其相应防火涂料的主要性能如表2。
表2本发明防火涂料的主要性能
权利要求
1.一种钢结构防火粉末涂料，其特征是，它是由聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、催化剂、成碳剂、发泡剂、膨胀助剂、补强剂、抑烟剂、增韧剂、流平剂、脱气剂、流动剂、颜填料经多次熔融挤出混合、压片、磨粉等工艺制成，各原料具体配方如下(重量份)环氧树脂30～47.5聚酯树脂13.5～30固化剂 0～5流平剂 0.8～4脱气剂 0.1～1聚磷酸铵15～20三聚氰胺5～12季戊四醇7～15三聚氰胺焦磷酸盐4～9抑烟剂 0～5补强剂 5～10增韧剂 0～5颜填料 0～10流动剂 0.1～0.5。
2.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是环氧树脂为环氧值0.01～0.12的双酚A型环氧树脂，聚酯树脂为酸值68～82mgKOH/g的粉末涂料专用聚酯树脂；固化剂为环氧类低温固化剂。
3.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是流平剂为环氧-聚酯型粉末涂料用流平剂PV88、GLP588、GLP503。
4.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是脱气剂为安息香或粉末涂料用脱气蜡。
5.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是聚磷酸铵为高分子量多聚磷酸铵(n＞1000，II型)。
6.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是抑烟剂为氧化锌、氧化钼。
7.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是补强剂为高嶺土、凹凸棒土、金红石型钛白粉。
8.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是增韧剂为聚乙烯醇缩丁醛PVB、二辛酯。
9.根据权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料，其特征是流动剂为Al2O3-C、气相SiO2。
10.一种权利要求书1所述的一种钢结构防火粉末涂料制备方法，其特征是，首先按配方量将聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、三聚氰胺焦磷酸盐过200目筛后和配方量的聚酯树脂、环氧树脂、流平剂混合分散，将混合分散后的料加到螺杆挤出机中挤出、压片、破碎后，将破碎物再次熔融挤出、压片、破碎，如此重复熔融挤出、压片、破碎的操作2-3次而制成预分散混合物，挤出机前温85-95℃，后温110-120℃，物料混合时间累积60-200s；然后与其它各组分混合均匀，再送至挤出机挤出、压片、破碎；最后，用ACM磨机磨粉，再过筛、包装即可得到该钢结构防火粉末涂料。
全文摘要
本发明涉及一种钢结构防火粉末涂料及其制备方法，属于粉末涂料技术领域。本发明钢结构防火粉末涂料包括聚酯树脂、环氧树脂、固化剂、催化剂、成碳剂、发泡剂、膨胀助剂、补强剂、抑烟剂、增韧剂、流平剂、脱气剂、流动剂、颜填料为原料，其生产方法是首先按配方量将聚酯树脂、环氧树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂、膨胀助剂、流平剂一起多次熔融挤出，然后再与其它组分混合、熔融挤出、压片、轧碎，接着，用ACM磨机磨粉，再过筛、包装即可得到成品，该涂料适用于各种钢结构工件的防火涂装。
文档编号C09D5/18GK101085897SQ20061008594
公开日2007年12月12日 申请日期2006年6月9日 优先权日2006年6月9日
发明者陆东方, 鹿存才, 晁兵 申请人:徐州正菱涂装有限公司